RANGKAIAN MIC COMPRESSOR SEBAGAI APLIKASI RANGKAIAN PENGUAT COMMON EMITTER

Oleh: Agus saefudin, S.Pd.

mic compressor

Rangkaian mic compressor merupakan rangkaian penguat depan (pre amplifier) yang berfungsi untuk menguatkan sinyal-sinyal listrik lemah hasil kerja tranducer mikropon. Mikropon merupakan tranducer elektronika yang berfungsi mengubah  sinyal-sinyal suara menjadi sinyal-sinyal listrik yang masih sangat lemah. Rangkaian compressor mic dibangun dari dua tingkat penguat dalam konfigurasi common emitter. Konfigurasi common emitter dipilih sebagai penguat depan karena memiliki sifat penguatan dayanya yang terkuat bila dibandingkan dengan common base dan common collector serta sifat linearitas yang baik sebagai peguat sinyal kecil.

 

PERANCANGAN PCB DAN PEMBUATAN RANGKAIAN

Langkah kerja dalam perencanaan dan pembuatan PCB secara manual serta perakitan rangkaian elektronika secara umum biasanya melalui tahapan sebagai berikut:

  1. Menyiapkan alat dan bahan.
  2. Membuat desain pcb secara manual pada kertas gambar A4 berdasarkan gambar skema rangkaian. Desain akan lebih baik jika menggunakan aturan sesuai dengan gambar teknik elektronika, yaitu: bidang gambar dibagi menjadi 4 untuk gambar skema rangkaian, daftar komponen, tata letak komponen (component side) dan lay out pcb (solder side). Desain pcb dibuat dengan skala 1:1  dengan ukuran maksimal 50 X 70 mm. Desaian PCB akan lebih mudah jika dilakukan dengan memulai perencanaan tata letak komponen pada kertas milli meter blok dan setelah selesai tinggal dibalik berdasarkan sumbu vertical maupun horizontal.
  3. Desain pcb yang telah jadi dipindahkan ke atas papan PCB pada sisi lapis tembaga (solder side). Pemindahan dengan menggunakan pensil dan menepatkan ukuran kaki komponen sesuai dengan ukuran komponen yang sebenarnya. Perhatikan jalur hubungan yang dibuat adalah sisi solder side dan pastikan bahwa jalur telah sesuai dengan gambar skema rangkaian.
  4. Menempelkan skotlet pada papan pcb yang telah dibuat gambar jalur hubungannya (work art) dan potonglah sesuai dengan gambar. Perlu diperhatikan bahwa yang tertinggal adalah gambar jalur pcb sedangkan bagian yang akan dilarutkan maka dibuang skotletnya. Agar pekerjaan lancar gunakan cutter yang tajam.
  5. PCB yang telah dibuang bagian skotlet yang digunakan berarti telah siap dilarutkan dengan ferrichloride (FeCl3) untuk itu pastikan sekali lagi bahwa jalur yang dibuat telah benar dan tidak ada kesalahan. Larutkan pcb pada larutan ferrichloride yang telah dicampur dengan air panas agar proses pelarutan dapat cepat dan goyang-goyangkan wadah tempat pelarutan (ingat wadah dari bahan bukan logam, misal nampan plastic);
  6. Membersihkan pcb yang telah selesai dilarut dan mengecek kembali kebenaran jalur hubungannya dengan menggunakan ohmmeter. Jika sudah benar lakukan penitikan sebelum dibor. Selanjutnya bor pcb sesuai dengan pad kaki komponen. Dan selesai pekerjaan pengeboran ini berarti pcb telah siap digunakan untuk perakitan rangkaian elektronika.
  7. Melakukan pengecekan semua komponen yang akan dirakit dengan menggunakan AVO meter pada fungsi ohm meter untuk mengidentifikasi komponen pasif dan aktif masih dalam kondisi baik.
  8. Mengecek lay out PCB dan memastikan bahwa jalur hubungan antar titik/kaki komponen sudah benar sesuai dengan gambar skema rangkaian.
  9. Memasang komponen sesuai dengan tata letak komponen dan memastikan kembali bahwa komponen terpasang dengan benar sesuai tata letak komponen dan gambar skema rangkaian.
  10. Melakukan penyolderan kaki komponen pada pad PCB. Penyolderan dimulai dari komponen pasif terlebih dulu baru dilanjutkan dengan komponen aktif, yaitu: resistor  dilanjutkan dengan kapasitor nonpolar dan elco, baru dilanjutkan dengan transistor. Gunakan teknik menyolder yang benar agar hasil solderan baik, yang ditunjukkan dengan hasil solderan matang (mengkilat) dan kokoh.
  11. Melakukann pengkabelan dengan benar dan rapi.

PENGUJIAN RANGKAIAN MIC COMPRESSOR

Pengujian rangkaian elektronika termasuk rangkaian mic compressor meliputi 2 hal, yaitu: (1) Uji Fungsi = uji kinerja, yaitu menguji apakah rangkaian yang telah dirakit berfungsi dengan baik sesuai dengan kegunaannya. (2) Uji Teknis = uji spesifiikasi, yaitu menguji spesifikasi teknis rangkaian yang telah selesai dirakit. Uji teknis yang dilakukan biasanya meliputi pengukuran tegangan kerja rangkaian dan respons frekuensi yang dihasilkan.

Langkah kerja uji fungsi rangkaian mic compressor:

  1. Pastikan bahwa rangkaian telah terakit dengan benar sesuai dengan gambar  skema rangkaian. Cek kembali jalur hubungan antar komponen pada pcb apakah sudah sesuai dengan desain pcb dan gambar skema. Selanjutnya pastikan bahwa semua komponen telah disolder dengan benar yang ditunjukkan dengan hasil solderan kokoh dan mengkilap;
  2. Hubungkan terminal input rangkaian mic compressor dengan mikropon melalui konektor mic, terminal keluaran dihubungkan dengan terminal masukan audio amplifier, dan terminal catu daya dihubungkan ke catu daya (power supply) sesuai dengan polaritas dan jangan sampai terbalik;
  3. Hidupkan catu daya dan rangkaian mic compressor serta audio amplifier. Atur lever audio amplifier pada hamper maksimal (3/4 potensiometer volume) dan atur level volume mic pelan-pelan kea rah masimal dengan bersamaan melakukan cek sound. Rangkaian mic compressor yang benar dan berfungsi dengan baik akan menguatkan sinyal lemah dari mikropon dan selanjutnya dikuatkan menjadi lebih besar dayanya oleh rangkaian audio amplifier sehingga untuk dapat menggerakkan beban loudspeaker;
  4. Pastikan bahwa beban loudspeaker mereproduksi suara hasil pengecekan sound dengan mikropon.

Langkah uji teknik rangkaian mic compressor:

a. Pengukuran Tegangan Kerja

  1. Aktifkan rangkaian mic compressor dengan memberrkan tegangan catu 12 VDC;
  2. Hasil pengukuran tegangan kerja akan valid jika rangkaian mic compressor dalam kondisi bekerja, yaitu dengan menghubungkan input rangkain ke sumber sinyal audio AFG dengan frekuensi 2 kHz dan amplitude 0,5 VPP;
  3. Ukur tegangan kerja transistor Q1 da Q2 dengan titik ukur VB, VC, VE, VBC, VBE dan VCE. Hal yang harus diperhatikan dalam pengukuran tegangan DC ini adalah bahwa range tegangan selalu dimulai dari range yang lebih tinggi dari tegangan power supply. Jika hasil pengukuran terlalu kecil (simpangan jarum) hanya bergerak sedikit dari batas 0 DCV pada papan skala baru secara bertahap range diturunkan.

b. Pengukuran Respons Frekuensi

Dalam melakukan pengujian respons frekuensi rangkaian elektronika termasuk mic compressor ada 4 hal yang harus dilakukan, yaitu: setting AFG, kalibrasi CRO, pengujian respons frekuensi dan menggambar kurva respons frekuensi.

1)      Setting AFG

Melakukan setting awal AFG dilakukan sebelum AFG dihubungkan ke input rangkaian amplifier yang diuji. Setting AFG yang dilakukan meliputi:

  1. Menempatkan frekuensi pada frekuensi tengah 2 kHz hal ini dimaksudkan agar gambar yang ditampilkan oleh CH1 CRO mudah terbaca;
  2. Memilih wave form pada bentuk sinusioda;
  3. Menentukan attenuasi (pelemahan sinyal) 0 dB dengan maksud bahwa sinyal yang diuji adalah sinyal apa adanya tanpa pelemahan;
  4. Menentukan amplitude sinyal yang akan diberikan ke input rangkaian dengan terlibih dulu menghubungkan out AFG dengan probe CRO pada CH1. Besar amplitude AFG untuk keperluan uji respons frekuensi untuk rangkaian mic compressor karena merupakan peguat sinyal kecil maka biasanya lebih kecil atau sama dengan 0,5 VPP.

2)      Kalibrasi CRO

CRO sebelum digunakan untuk menguji sebaiknya dilakukan kalibrasi terlebih dahulu. Hal ini dimaksuudkan agar hasil pegukuran/tampilan gambar pada layar CRO benar-benar tepat/valid. Langkah kalibrasi yang efektif, sebagai berikut:

  1. Probe CRO dihubungkan ke terminal CH1 dan CH2;
  2. + Probe (ujung/kepala) dihubungkan ke terminal kalibrasi (CAL 2 VPP 1 kHz) dan Ground Probe (capit buaya) ke terminal GND.
  3. Untuk kalibrasi CH1 tempatkan saklar Mode dan Source ke CH1 dan karena titik kalibrasi adalah CAL 2 VPP 1 kHz maka salah satu contohnya dengan menempatkan : Skala Volts/Div = 1 V/div dan Skala Time/Div = 0,5 mS/div
  4. Kunci sampai bunyi klik Variabel Kalibrasi baik untuk V/div dan T/div. Tampilan pada layer CRO berupa gelombang kotak (square).
  5. Jika tampilan bentuk gelombang tidak sesuai dengan nilai kalibrasi maka lakukan pengaturan : (a) Variabel kalibrasi amplitude yang terdapat pada skala Volts/div agar diperoleh amplitude terkalibrasi 2 VPP, dan (b) ariabel kalibrasi frekuensi yang terdapat pada skala Times/div agar diperoleh amplitude terkalibrasi 1 kHz
  6. Untuk kalibrasi CH2 lakukan langkah nomor (c) sampai dengan 5 (e) dengan saklar Mode dan Source dipindah ke CH2.

3) Pengujian Respons Frekuensi

uji resposn frekuensi

  1. Menghubungkan out AFG ke input rangkaian uji dan probe CRO CH1 serta output rangkaian ke dummy load dan terminal catu daya ke power supply, seperti ditunjukkan gambar  berikut. 
  2. Menghidupkan AFG, CRO dan power supply selanjutnya melakukan pengaturan rangkaian uji (mic compressor) untuk posisi VR volume control: maksimum. Penempatan posisi maksimum semua dimaksudkan untuk melihat kinerja maksimum dari rangkaian audio amplifier yang diuji. Pada saat ini layar CRO akan menampilkan gambar pengujian frekuensi 2 kHz, bentuk sinyal sinus dan CH1 menampilkan bentuk sinyal sinus dengan amplitude 0,5 VPP dan CH2 yang merupakan output menampilkan bentuk sinyal maksimum. Jika sinyal yang ditampilkan oleh CH2 terpotong/cacat maka dilakukan pengaturan pada sumber sinyal (dengan memperkecil amplitude) hingga diperoleh output maksimum tidak cacat.
  3. Melakukan pengukuran untuk seluruh spectrum frekuensi audio 20 Hz sampai dengan 20 kHz dan mencatat hasilnya pada tabel pengujian respons frekuensi. Menghitung penguatan AV(x) = Vout / Vin dan AV(dB) = 20 log (Vout/Vin).
  4. Membuat gambar respons frekuensi hasil pengujian pada kertas semilog. Respons ideal audio amplifier pada pengaturan maksimum semua adalah rata (flat) yang berarti rangkaian audio amplifier memberkan tanggapan frekuensi yang sama kuat untuk seluruh spectrum frekuensi audio yang diuji.

4) Membuat Gambar Respons Frekuensi pada Kertas Semilog

Setelah pengujian respons frekuensi selesai dilaksanakan selanjutnya berdasarkan data yang diperoleh dibuat gambar kurva respons frekuensi yang menunjukkan hubungan frekuensi dengan penguatan (gain).

Langkah-langkah untuk menggambar kurva respons frekuensi pada kerta semilog sebagai berikut:

  1. Memperhatikan tabel pengujian respons frekuensi, meliputi: frekuensi pengujian, Vin, Vout, AV(x), dan AV(dB). Gambar respons frekuensi menunjukkan hubungan antara frekuensi dengan penguatan dalam decibel.
  2. Menempatkan nilai frekuensi uji pada sisi horizontal mulai dari paling kiri (garis-garis lebih lebar) adalah 101 hingga sisi paling kanan garis lebar terakhir 104. Frekuensi uji adalah spectrum frekuensi audio 20 Hz – 20 kHz, sehingga garis respons frekuensi akan berada pada frekuensi 20 Hz – 20 kHz ini.
  3. Menentukan nilai penguatan tegangan hasil pengujian pada sisi vertical. Setiap satu garis tebal isi vertical mempunyai 10 bagian dan terdiri dari 6 kotak tebal sehingga penentuan nilai gain ini tergantung dari penguatan tegangan maksimum yang dihasilkan oleh pengujian.
  4. Melihat tabel pengujian untuk tiap frekuensi uji dengan AV(dB) yang dihasilkan dan tentukan titik hubungan frekuensi dengan AV(dB) ini pada kertas semilog.
  5. Menghubungkan titik-titik hubungan frekuensi dengan AV(dB) dengan garis tidak terputus. Gambar yang dihasilkan menujukkan grafik respons frekuensi yang dihasilkan, jadi respons frekuensi merupakan hubungan antara frekuensi dengan penguatan (AV(dB)).

Kertas semilog sebagai berikut:

semilog kertas

Selamat mencoba.

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s